Vi geologer oppfordrer klimaforskerne til å lære av hvordan klimaet har endret seg på en naturlig måte. Jeg støtter det, men vi kan også bruke de pågående klimaendringene til å øke kunnskap om fortiden.
Vi geologer studerer prosesser i dag for å si noe om hva som skjedde tidligere. Kanskje den viktigste prosessen for oss geologer er fysisk og kjemisk nedbrytning av bergarter knyttet til rennende vann.
Vi har relativt god kontroll på temperaturen og atmosfærens innhold av CO2, som blir til syre i blanding med vann, men så langt jeg vet, er vi ikke i stand til å si noe kvantitativt om hvordan nedbøren har variert bakover i tid.
Nedbøren kontrolleres av produksjonen av vanndamp og 90 % av vanndampen som til enhver tid er i atmosfæren, kommer fra havets overflate. Å lage vanndamp krever energi. Folk flest tenker nok på sola, men den viktigste energikilden er (de infrarøde) varmestrålene som drivhusgassene, hovedsakelig H2O og CO2, returnerer til havet, som for tiden er 356 W/m2 (Wang og Dickinson, 2012). Til sammenligning tilfører sola havet 160 W/m2 (Figur 7.2 i AR6 WG1, 2021).
Alle varmestrålene absorberes i løpet av mindre enn 0,1 mm, mens kun 4 % av solstrålene, gjør det (Wong og Minett, 2018), se Figur 1.
I snitt produserer havet cirka 2,9 kg vanndamp fra hver m2 i løpet av ett døgn (Trenberth, 1998), og det krever en energifluks på 75 W/m2 (Feistel og Hellmuth, 2023), dvs. mindre enn 1/5 av energien som er i varmestrålene. Gitt fordampningen, og uten tilbakestrålingen fra atmosfæren, ville havets overflate frosset til is (i løpet av millisekunder).
De pågående klimaendringene har gitt oss data som vi kan bruke til å sette tall på hvordan økningen i tilbakestråling fra atmosfæren har påvirket nedbøren. Siden midten av 1800-tallet, har tilbakestrålingen økt med 4 W/m2, mens nedbøren har økt med litt under 3 % (AR6 WG1, 2021), dvs. nedbøren har økt med cirka 0,7 % for hver watt økning i styrken på tilbakestråling.
De siste 250 millioner årene har temperaturen på jorden vært 2-10 grader høyere enn i dag (hovedsakelig fordi områdene utenom ekvator ble varmere). Fordi den globale temperaturen var høyere enn i dag, må den termiske strålingen fra jordens overflate ifølge Planks strålingslov, ha vært 10 til 60 W/m2 større enn i dag.
Dersom vi antar at 85 % av strålene returneres (jf. Figur 7.2 i AR6 WG1, 2021), som er et konservativt anslag, var tilbakestrålingen mellom 8 og 50 W/m2 kraftigere enn i dag. Legger vi dagens trend til grunn, har produksjonen av vanndamp, og derfor nedbøren, derfor stort sett vært 5-30 % større enn i dag. For 500 millioner år siden var temperaturen hele 14 grader høyere enn i dag. Da «må» nedbøren ha vært hele 60 % større enn i dag.
De pågående klimaendringene er i all hovedsak menneskeskapte. Det kan sies mye om det, både positivt og negativt, men de har gitt oss nye data som vi geologer bør kunne bruke til å lage mer presise modeller for de kjemiske og fysiske prosessene som bryter ned bergarter – og som gir opphav til sedimentære bergarter.
PER ARNE BJØRKUM
Professor emeritus i geologi ved Universitetet i Stavanger
